Az oktánszám méri a szikragyújtású motorban használt üzemanyag öngyulladásának (gyújtás a gyújtógyertya beavatkozása nélkül) ellenállását . Ez az üzemanyag általában benzin . Gyakran tévesen beszélünk a magas oktánszámú üzemanyag tüzelőanyagának kopogásgátló képességéről, amely olyan öngyulladásra hajlamos üzemanyag, amely bizonyos esetekben átjuthat a detonáción .
Egy üzemanyagnak oktánszáma 95, például amikor öngyulladás szempontjából viselkedik, mint például az öngyulladásnak ellenálló 95% izooktán keveréke. definíció szerint 100) és 5% n-heptán , amely könnyen meggyullad (indexe definíció szerint 0).
Az oktánszám méréséhez speciális egyhengeres motort (CFR vagy Cooperative Fuel Research motor) használnak. Megmérik a vizsgálandó termék oktánszámát, és a referenciatermékek mérésénél kapott értékekkel összehasonlítva ismert a termék oktánszáma.
A CFR-motor viszont a vizsgálandó üzemanyaggal és referencia-üzemanyagokkal van ellátva, amelyeknek ismert az izooktán és a heptán százalékos aránya.
Általában három indexet határozunk meg:
A RON kutatási index megfelel egy szimulációnak alacsony fordulatszámon ( 600 fordulat / perc), a MON motorindex nagyobb sebességnél (900 ford / perc ). Az európai szivattyúnál a RON index van feltüntetve.
Az AKI kopogásgátló index a két előző átlaga:
AKI = (RON + MON) / 2Észak-Amerikában ezt az indexet használják.
RON keresési index |
MON motorindex |
AKI kopogásgátló index |
Példák |
---|---|---|---|
69 | 65 | 67 | kétütemű külső motorhoz |
89 | 80 | 85 | régi "rendes" ólmozott benzin Franciaországban |
92 | 82 | 87 | "rendes" vagy "rendes" benzin Kanadában |
95 | 85 | 90 | „Ólommentes 95” benzin Franciaországban és Svájcban |
95 | 86 | 91 | "szuper" vagy "legfelsõbb" benzin Kanadában |
97 | 86 | 92 | régi "szuper" ólmozott benzin Franciaországban |
98 | 88 | 93. | „Ólom nélküli 98” benzin Franciaországban |
Abban az esetben, szénhidrogének , az oktánszám növekszik az alábbi sorrendben (zárójelben az elavult nevezéktan alapján az olajipar): lineáris alkánok ( paraffinok ) hosszú láncú <lineáris alkánok (paraffinok) rövid láncú < alkének (olefinek) és cikloalkánok ( nafténeket ) <elágazó láncú alkánok ( izoparaffinok ) (pl. izooktán, oktánszám = 100) és aromás szénhidrogének (pl. toluol , oktánszám = 120).
Ha túl alacsony oktánszámú üzemanyagot használnak (a motor jellemzőihez képest), akkor az üzemanyag spontán meggyulladhat a hengerben történő összenyomás során . Ez a jelenség fárasztja a főtengelyt és a főtengelyt, és ez az úgynevezett kopogás zaját okozza .
Ennek orvoslására 1923 óta és az egyre erősebb motorok szállítása érdekében az üzemanyag-gyártóknak robbanásgátló vegyi adalékokat kellett bevezetniük a benzinbe, lehetővé téve a nagyobb sűrítési arányú motoroknál , és ezáltal potenciálisan nagyobb hozamot (a legszélesebb körben használt). adalék egy szerves , tetraetil ólom . ez már betiltották a környezetvédelmi jogszabályok a fejlett országokban miatt mérgező és erősen szennyező természet , de ez még mindig széles körben használják a fejlődő országokban, néha ólom szintje magasabb, mint egykor voltak az Egyesült Államokban ), ami súlyos környezet-egészségügyi problémák vannak (például a venezuelai , mexikói , Nigéria és Kongó , mintegy 63% -a az újszülöttek és a gyermekek hat év alatti életkor szenved ólommérgezés (vérszintje> 100 ng / l), a szennyezett a méh , az anyatejbe juttatott ólom vagy a környezetből nt). Ezen túlmenően, önmagában használva, ez az ólmozott adalék megrontja a motort azáltal, hogy ólmot tesz bele (egy szabadalmaztatott eljárást még kitaláltak a benzin "kimerítésére" annak érdekében, hogy bizonyos alacsony sűrítésű motorokban, például hűtőberendezésekben újra felhasználható legyen. ). Ezért két másik adalékot adtunk hozzá: az 1,2-Dibróm-etánt és az 1,2-diklór -etánt , amelyet " ólomfogóknak " nevezünk , vagyis amelyek megakadályozzák a reakcióban képződő ólom és ólomoxid keletkezését. ezt úgy teszi, hogy az ólmot két nagyon illékony vegyület (de nagyon mérgező) formájában tartja fenn: az ólom (II) -bromid és az ólom (II) -klorid a gőz formájában a légkörbe kerül a kipufogógázokba .
Az 1930-as években az Eugène Houdry által kifejlesztett katalitikus krakkolási eljárás lehetővé tette az alapbenzinek oktánszámának 75 vagy 80-ra való növelését, ezáltal csökkentve a tetraetil-ólom igénybevételének szükségességét . A 90-nél, majd 100-as oktánnál nagyobb létszámú repülési benzinekhez izooktán , valamint tetraetil-ólom hozzáadására volt szükség .
A magas oktánszámú üzemanyag önmagában nem magas energiatartalmú üzemanyag. Azáltal, hogy növekszik a tömörítési arány, egyszerűen teszi a motort, amelyre tervezték termodinamikailag több hatékony . A motor tervezettnél magasabb oktánszámú üzemanyag használata nem növeli annak hatékonyságát: minden motorhoz az optimális működésének megfelelő oktánszámú üzemanyagra van szükség. Az üzemanyag-fogyasztás és a hosszú élettartammal a motor nem lehet javítani, ha ez utóbbi egy számítógép, amelynek feladata, hogy irányítsa az előgyújtás, hogy a határ a kopogás , a megadott adatok alapján egy kopogásérzékelő (leggyakrabban egy gyorsulásmérő egybeépített a hengerblokk).
A Quebec , a Ultramar finomító gyárt benzint oktánszámú aránya 87-91 csak (ez az egy van számítják ki más módon, amely létrehoz egy csepp a megjelenített index, de hasonló arányban az európai indexek).
2014-ben a tetraetil-ólmot még mindig értékesítették és széles körben használták néhány országban, ahol komoly környezeti egészségügyi problémák forrása . Azokban az országokban, amelyek betiltották a tömegpiaci benzint, továbbra is tolerálják az egyéb felhasználásokat, amelyekre - a gyártók szerint - nincsenek hiteles alternatívák: a repülési benzin és autóverseny, vagy néhány motorcsónak. Ez diffúz és néha akut ólommérgezés forrása, és ez a termék az 1920-as évek óta a bolygó összes városi és közúti területének ólomszennyezésének fő oka. A benzin vörös színét adta az adalékanyag ( "ragyogó cseresznye"). piros " ) elméletileg lehetővé teszi az ólmozott benzin véletlenszerű összetévesztését az ólommentes benzinnel . Főleg (1923 óta) az amerikai Ethyl Gasoline Corp. gyártja. (kezdetben egyenlő mértékben az Exxon és a General Motors tulajdonában van ) vagy annak néhány leányvállalata.
Ezen a tetraetil-ólom mellett a benzingyártók mangán-metil-ciklopentadienil-trikarbonil-csoportot (vagy MTM -et is fejlesztenek, amelyet szintén az Ethyl Corp. talált ki és gyárt ), valamint más, a fejlett országokban egyre gyakrabban használt adalékanyagokat és még néhányat az oktánszám növelésére; ezek "oxigénes anyagok", kevésbé mérgezőek, mint az ólom vagy mangán alapú fémorganikus anyagok , és egyesek esetében a mezőgazdaságból könnyen előállíthatóak ( repce , répa , cukornád stb.), és agroüzemanyagként közvetlenül bevezethetők :
A magasabb oktánszám korrelál a magasabb aktivációs energiákkal: az égés megindításához szükséges alkalmazott energiamennyiséggel. Mivel a magasabb oktánszámú tüzelőanyagok nagyobb aktivációs energiaigényűek, nem valószínű, hogy bármely adott kompresszió ellenőrizetlen gyulladást okozna, más néven öngyulladás vagy automatikus detonáció.
A tömörítési arány befolyásolja a belső égésű motor teljesítményét és termodinamikai hatékonyságát (lásd a négyütemű motort ). A nagyobb kompressziós arányú motorok nagyobb területet képesek kifejleszteni a Beau de Rochas-ciklus görbe alatt , így több energiát nyernek ki egy adott üzemanyagmennyiségből.
A belső égésű motor kompressziója során a levegő-üzemanyag keverék összenyomódik és hőmérséklete emelkedik.
A magasabb oktánszámú üzemanyag kevésbé hajlamos az öngyulladásra, és a belső égésű motor kompressziója során öngyulladás nélkül képes ellenállni a magasabb hőmérsékletnek, ezáltal nagyobb teljesítmény nyerhető ki az égés során. Beau de Rochas-ciklus.
Ha a levegő-üzemanyag keverék összenyomásakor a hőmérséklet magasabb lesz, mint az üzemanyag öngyulladási hőmérséklete, az utóbbi öngyullad. Öngyulladás esetén a dugattyú továbbra is összenyomja a gyorsan fűtő üzemanyag töltését. Ez általában a motor megsemmisülését eredményezi, ha nem tesznek semmit.
A belső égésű motoroknál kétféle légellátó rendszer létezik: a szívó motor (a levegőt a motor dugattyúinak segítségével szívják be), vagy a kényszerbetáplált motorok (lásd a feltöltött vagy turbófeltöltős motorokat ).
Franciaországban az üzemanyagok oktánszám szerinti elnevezését egy miniszteri rendelet rögzíti, például:
A rendeletek rögzítik az adagolóeszközök jelöléseit is.
1949-ben a benzin minimális "motor" oktánszámát 70-ben állapították meg. 1966-ban a minimális "kutatási" számot 89 és 92 között, a prémium üzemanyag esetében 97 és 99 között határozták meg. 1987-ben a minimális „kutatási” indexet 95-ben, a „motor” indexet pedig 85 és 95 között határozták meg az ólommentes prémium üzemanyagok esetében.